DE2705535A1

DE2705535A1 - Verfahren zur herstellung eines zementleimes

Info

Publication number: DE2705535A1
Application number: DE19772705535
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Ing G Langenbusch; Friedrich Josef Dipl In Zucker
Original assignee: Supraton F J Zucker GmbH
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1978-08-17
Also published as: TR20087A; US4190373A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Zementleimes

Zementleim ist bekanntlich eine Wasser-Zement-Mischung, welche bei der Herstellung von Betonteilen die zugesetzten anderen Stoffe - üblicherweise Sand und Kies auch als sogenannte Zuschlagstoffe bezeichnet, bindet.

Die Qualität eines Betonteiles ist in erster Linie abhängig von der Qualität des Zementleimes. Letztere wird, dem heutigen Stand der Technik entsprechend, durch die Qualität des Zementes bestimmt. Aus diesem Grunde gibt es verschiedene Zementsorten, die sowohl in bezug auf zu erwartende Festigkeit als auch in bezug auf Anwendungsmöglichkeit, wie z. B. Abbindezeit, Fließfähigkeit, Verhalten unter Wasser, verschiedene Kriterien aufweisen.

Naturgemäß wird die Festigkeit eines Betonteiles, soweit sie von der Güte des Zementleimes beeinflußt wird, auch von der Konzentration des Zementleimes (dem Wasser-Zement-Verhältnis) beeinflußt.

Betrachtet man weiterhin die Tatsache, daß es sich bei Zement um ein extrem feines Produkt der Technik in bezug auf die Teilchengröße handelt, also ein Produkt mit einer hohen spezifischen Oberfläche und bedenkt man weiterhin, daß genau diese hohe spezifische Oberfläche mit einer möglichst geringen Menge Wasser, und zwar gleichmäßig, benetzt werden muß, damit ein Eindringen von Wasser in die Oberfläche des Zementkernes stattfinden kann, so wird klar, daß der Verteilung Wasser-Zement in bezug auf die Qualität eines Zementleimes entscheidende Bedeutung zukommt.

809833/0121

-ir-

Betrachtet man die dem heutigen Stand der Technik entsprechenden üblichen Mischverfahren, so kann man folgendes feststellen:

Es wird im allgemeinen kein Zementleim getrennt hergestellt, sondern dieser entsteht bei der gleichzeitigen Zumischung von Zuschlagstoffen, Zement und Wasser. Dieser Mischvorgang ist sowohl im kleinen, z. B. Mischen durch manuelles Umschichten als auch im großen durch Mischen in Taumelmischern oder Rührwerksmischern, in welchen die Rührwerke oftmals planetenförmige Bewegungen ausführen, in bezug auf die vorher erwähnten Mikrodimensionen der Zementoberfläche und den gewünschten Verteilungsgrad schlechthin als grob zu bezeichnen.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.

Bringt man Zement, beispielsweise der Qualität 350 nach DIN 1164, mit einem beschleunigten Strahl von Wasser zusammen und bringt danach die Zement-Wasser-Mischung oder die in diesem Moment im Stadium der Bildung befindliche Zement-Wasser-Mischung in eine Umlenk- oder Prallzone, so ergibt sich der überraschende Effekt, daß das Wasserbindevermögen des Zementes gegenüber einem durch Anrühren von Zement und Wasser hergestellten Zementleim beträchtlich zugenommen hat.

In Zahlen ausgedrückt, wurde folgendes überraschende Ergebnis festgestellt:

Eine Mischung aus 1000 g Zement und 600 g Wasser wurde durch Rühren mit einem dreiflügeligen Propellerrührer während 5 Minuten bei einer Drehzahl von 1140 in einem Gefäß von 2000 cm·* inhalt und einem Durchmesser von 100 mm intensiv gerührt. Ein Teil dieser Mischung wurde sodann in einen Standzylinder überführt. Der Standzylinder wies eine Skaleneinteilung auf. Aufgrund dieser konnte nach 1 Stunde ein Absetzen des Zementanteiles in der

809833/0121

Mischung von 20,2 % festgestellt werden.

Diesem Versuch gegenüber wurde der gleiche Zement mit der gleichen Menge Wasser in der Form vermischt, daß Wasser in ein Rohr unter einem Winkel von 20° bei einem Vordruck von 40 bar durch eine Düse von 1 mm Durchmesser eingebracht wurde. Das Rohr selbst hatte bei diesem Versuch einen Innendurchmesser von 74 mm und eine Länge von 480 mm. Das Rohr wurde vertikal angeordnet, so daß der spitze Winkel, welcher durch die Achse der Düse einerseits und die Achse des Rohres andererseits gebildet wird, ungefähr in Richtung auf den Erdmittelpunkt zeigt. Es ist dadurch möglich, in den Schenkel des Rohres, welcher mit der Düse einen spitzen Winkel bildet, Zement im freien Fall einführen zu können. Dieses Vorgehen wird durch die Tatsache unterstützt, daß, bedingt durch die Geschwindigkeit des Wassers, ein Unterdruck am oberen Ende des Rohres entsteht.

Zement und Wasser, letzteres weist eine hohe Geschwindigkeit auf und beschleunigt dadurch auch den Zement, verlassen das Rohr unter hoher Geschwindigkeit und werden erfindungsgemäß einer Prall- und Scherwirkung dergestalt unterzogen, daß sie an eine vor dem Rohr montierte, zu demselben im annähernd oder genau rechten Winkel stehende Platte geschleudert werden.

Bei entsprechender Anordnung der Düse ist es aber auch möglich, den gewünschten Prall- und Schereffekt im Rohr selbst, also ohne daß eine zusätzliche Prallplatte nach dem Austritt aus dem Rohr vorhanden ist, zu erzielen.

-A-

809833/0121

Durch vorgeschildertes Zusammenbringen von Zement mit Wasser unter hoher Beschleunigung bzw. unter hohem Druck ergibt sich eine spontane innige Durchmischung der beiden Substanzen, welche, wie der vorher erwähnte Versuch zeigt, offensichtlich zu einer optimalen Verteilung der zur Verfügung stehenden Wassermengen auf der Oberfläche der Zementkörner führt. Es scheint weiterhin der Fall zu sein, daß ein Eindringen des Wassers in die Grenzschichten des Zementkornes durch diesen Vorgang gefördert wird und so ein Absetzen verhindert.

Vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, Betone von hoher Festigkeit mit günstigem Abbindeverhalten in einfacher und betriebssicherer Weise herzustellen. Erfindungsgemäß ist es dazu nicht erforderlich, die gesamte Menge der Zuschlagstoffe zugleich mit dem Wasser zu vermischen, sondern bringt es sogar Vorteile nicht zuletzt in apparativer Hinsicht - wenn die Mischung des Zementes mit dem Wasser, also die direkte Herstellung des Zementleimes, in einer ersten Stufe erfolgt und dieser dergestalt hergestellte Zementleim in einer unmittelbar darauf folgenden zweiten Stufe mit dem Zuschlagstoff oder, falls mehrere vorhanden sind, mit den Zuschlagstoffen vermischt wird. Es besteht aber naturgemäß die Möglichkeit, einen Teil der Zuschlagstoffe mit dem Zement in das vorher beschriebene Rohr einzuführen und einer ähnlichen Behandlung wie dieser zu unterziehen.

Den prinzipiellen Aufbau einer solchen Anlage zeigt beiliegende Zeichnung:

809833/0121

/■

Aus einem Anrührbehälter (1) wird über eine Hochdruckkolbenpumpe (2) , welche durch einen Elektromotor (3) über die Kupplung (4) angetrieben wird, Wasser auf einen Druck von 45 bar gebracht. Dieses Wasser wird über die Leitung (5) der Düse (6) zugeführt. Zur Kontrolle des vor der Düse vorhandenen Druckes ist das Manometer (7) in die Leitung eingebaut. Die Düse (6) ist so angeordnet, daß sie mit dem Rohr (8) einen Winkel von 23° bildet. Das Rohr (8) hat an einem Ende einen trichterförmigen Aufsatz, in welchen durch die Dosierschnecke (9) Zement gefördert wird. Durch das stufenlose Getriebe (10) kann die Menge des Zementes und dadurch bedingt das Wasser-Zement-Verhältnis verändert werden. Vor dem Rohr (8) befindet sich die Platte (11), deren Oberfläche zweckmäßigerweise mit einem verschleißfesten Werkstoff, wie z. B. einer Nickel-Silizium-Stahl-Eisen-Legierung, versehen ist. Auf diese Platte prallt unter hoher Geschwindigkeit die Mischung Zement-Wasser und fließt, teilweise durch die Prallenergie bedingt, teilweise aufgrund der eigenen Schwere, in den unterhalb der Platte angeordneten Trichter (12) und von dort durch das Auslaufrohr (13) in das Innere der Mischtrommel (14) . Diese liegt in etwa horizontal auf dem Rollenunterbau (15) und wird über den Elektromotor (16) in drehende Bewegung gebracht. Über das Förderband (17) gelangt eine vordosierte Menge Zuschlagstoff ebenfalls in das Innere der Trommel (14). Bedingt durch die Drehbewegung der Trommel wird der in diesem Stadium ja bereits fertige Zementleim mit den Zuschlagstoffen vermischt und auf deren Oberfläche gleichmäßig verteilt. Durch im Inneren der Trommel angeordnete, gegenüber der Längsachse der Trommel einen Winkel bildende Förderelemente wird das Gemisch zum Trommelausgang gefördert.

— 6 —

809833/0121

Eine wie vorstehend beschriebene Anordnung erlaubt es, mit relativ geringem technischen Aufwand eine hohe Produktionsleistung zu erzielen und einen qualitativ hochwertigen Beton herzustellen.

Es ist naturgemäß, daß vorstehend beschriebene Ausführung nur eine der möglichen Formen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Genauso gut kann dieses Verfahren dergestalt erfindungsgemäß zum Einsatz kommen, daß es in vorhandenen Mischanlagen, welche üblicherweise mit Planetenmischern arbeiten, in der Form eingesetzt wird, daß dort dem Zuschlagstoff im Planetenmischer erfindungsgemäß Gemisch und aufbereiteter Zementleim zugesetzt und mit diesem vermischt werden.

809833/0121

Leerse ite

Claims

Patentansprüche

Γΐ Λ Verfahren zur Herstellung von Bindemitte He im aus mineralischem Bindelmittel, z. B. Zementleim, dadurch gekennzeichnet, daß Bindemittel, beispielsweise der Zement mit Wasser, unter einem Druck von mindestens 8 bar zusammengebracht, unmittelbar danach einer Prall- und Scherbeanspruchung unterzogen und darauf in weiterer kurzer Folge mit Zuschlagstoffen vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäß hergestellte Leimmischung anschließend in einem rotierenden Rohr mit dem oder den Zuschlagstoffen vermischt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung einer Betonmischung erforderlichen festen Zuschlagstoffe über Dosiereinrichtungen in je nach Aufgabenstellung veränderlicher Menge kontinuierlich zugeführt werden und daß die benötigte Wassermenge in kontinuierlicher Menge, entsprechend dem vorgegebenen Zement-Wasser-Verhältnis, vorgelegt wird.

809833/0121 omo.NAL ,nspecteo